基于NGA衰减关系的坝址设定地震研究 - 中国水利水电科学研究院学报.PDF

第8 卷 第1期 中国水利水电科学研究院学报 Vol.8 No.1 2010 年3 月 Journal of China Institute of Water Resources amd Hydropower Research March ，2010 文章编号：1672-3031（2010 ）01-0001-10 基于NGA衰减关系的坝址设定地震研究 张翠然，陈厚群，李 敏 （中国水利水电科学研究院 工程抗震研究中心，北京 100048） 摘要：开发了地震危险性概率分析程序RISKNEW ，在输入数据相同的情况下，采用本文编制的程序与中国地震 局地球物理研究所的标准程序计算得到的不同概率水准下的加速度值具有较好的一致性。提出结合潜源区内主干 断裂和历史地震，依据地震危险性概率分析结果，即以场地相应设防概率水平的地震动峰值加速度为前提确定设 定地震的方法。根据设定地震确定场地相关设计反应谱时，建议直接使用针对美国西部基岩强震记录统计得到的 加速度反应谱衰减关系。将充分考虑大震近场特性且针对美国西部浅源地震建立的NGA 衰减关系引入到我国水 利水电工程设定地震研究。 关键词：NGA 衰减关系；设定地震；水利水电工程 中图分类号：P315.9 文献标识码：A 1 研究背景 与特定工程场地相关的强度非平稳地震动时程合成，常需地震危险性分析给出持时、强度包络 参数以及拟合的目标反应谱。地震危险性分析确定性方法的结果对应于特定的具有明确震级、距离 的地震事件，可以根据经验推测出时程合成所需的持时和强度包络参数。概率方法能够包容地震危 险性分析的诸多不确定因素，与现阶段人们对地震动的认识水平相一致，但地震危险性分析概率法 给出的场址地震动参数不能反映未来实际地震发生时场址的实际地震动过程，如“一致概率反应谱” 只能是代表一群震级、距离各异的地震综合特征的包络谱。如何给确定性的地震事件赋予概率的含 义，或者给出具体的地震事件来代替概率方法分析结果，是地震危险性分析的发展方向，即通常所 说的设定地震（Probability-based Scenario Earthquake ）研究方法。设定地震是在地震危险性分析确定性 方法和概率方法的基础上提出的，其目的是为结构抗震计算提供适当的设计反应谱和地震动时程输 入，使地震危险性分析不仅具有概率的含义，而且能给出震级、距离一定的具体地震，该地震在工 程场址产生的地震动与给定的设防水准一致。 地震动衰减关系是地震危险性分析和设定地震的核心内容，现有衰减关系大多只描述特定震级 条件下地震动参数随距离的衰减规律，事实上在近场条件下，震源机制、上盘效应和破裂的方向性 ［1］ 效应等近场特征对地震动的影响同样难以忽视 。Next Generation of Ground-Motion Attenuation ［2-6 ］ Models （简称NGA 衰减关系） 的研究以世界范围内必威体育精装版地震动资料为基础，适用于美国西部浅源地 震情况，强调对近场震级饱和现象的表征，充分考虑震源体的影响，关注近场地震动特性。鉴于我 国强震记录缺乏，直接使用由美国西部基岩强震记录统计拟合的反应谱衰减关系，可能较之由烈度 ［7 ］ 转换得到的衰减关系更为合理 ，故本文将着重探讨适用于美国西部浅源地震条件的NGA 衰减关系 应用于水电工程设定地震研究的可行性。 收稿日期：2009-07-24 基金项目：国家自然科学基金重点项目）；地震行业科研专项（200808008 ） 作者简介：张翠然（1978-），女，河南洛阳人，工程师，博士生，主要从事水工结构抗震研究。E-mail ：crzhang@ — 1 — 基于NGA 衰减关系的坝址设定地震研究 张翠然 陈厚群 李 敏 2 地震危险性概率分析程序开发与应用 由于本文的研究涉及新型衰减模型的使用，同时不可避免地要对地震安全性评价结果进行比 较，故需